研究表明：像棉花糖一樣，密度極低的系外行星，很可能有光環(huán)！

根據(jù)卡內(nèi)基大學(xué)的安東尼·皮羅和加州理工學(xué)院的史瑞亞斯·維薩拉加達(dá)在《天文學(xué)》期刊上發(fā)表的一項(xiàng)新研究，一些密度極低的“棉花糖”系外行星被稱為超級(jí)泡芙，實(shí)際上可能有光環(huán)，也許就像土星光環(huán)一樣。超級(jí)泡芙以其質(zhì)量半徑非常大而引人注目，這將使它們的密度看起來低得令人難以置信，就像棉花糖一樣。這些命名可愛的天體，自從第一次被發(fā)現(xiàn)以來就一直讓科學(xué)家們感到困惑。

因?yàn)樗鼈儾煌谖覀兲栂抵械娜魏涡行?，它們挑?zhàn)了我們關(guān)于遙遠(yuǎn)行星可能是什么樣子的想法。天文學(xué)家開始想，如果這些行星一點(diǎn)也不像棉花糖那樣輕盈怎么辦，如果超級(jí)泡芙看起來這么大，是因?yàn)樗鼈儗?shí)際上被戒指包圍了怎么辦？在我們的太陽系中，所有氣態(tài)和冰態(tài)巨行星都有光環(huán)，最著名的例子就是土星的壯觀光環(huán)，但天文學(xué)家很難發(fā)現(xiàn)圍繞遙遠(yuǎn)恒星運(yùn)行的環(huán)狀行星。

系外行星的半徑是在凌日期間測(cè)量的，即當(dāng)系外行星在其主恒星前面交叉時(shí)，導(dǎo)致恒星的光線下降。凹陷越大，系外行星就越大。天文學(xué)家開始懷疑，如果從遙遠(yuǎn)的世界回過頭來看我們，你會(huì)認(rèn)出土星是一顆環(huán)狀行星，還是對(duì)外星天文學(xué)家來說它看起來像是一顆蓬松的行星？為了驗(yàn)證這一假設(shè)，研究人員模擬了一顆環(huán)狀系外行星在天文學(xué)家看來會(huì)是什么樣子，并用高精度的儀器觀察著它在主星面前掠過。

（上圖所示）一位藝術(shù)家對(duì)皮羅和維薩普拉加德環(huán)狀行星凌日在其主星前面的模型構(gòu)思藝術(shù)圖，他們使用這些模型來限制哪些已知的超級(jí)芙蓉可以用光環(huán)來解釋。圖片：Robin Dienel/ Carnegie Institution for Science

天文學(xué)家還研究了可以解釋觀測(cè)到超級(jí)泡芙“棉花糖”系外行星光環(huán)物質(zhì)的類型。研究表明，到目前為止，美國(guó)宇航局開普勒望遠(yuǎn)鏡任務(wù)發(fā)現(xiàn)的超級(jí)泡芙中，光環(huán)可以解釋部分，但不是全部。這些行星的軌道往往非?？拷拗骱阈?，這意味著光環(huán)必須是巖態(tài)的，而不是冰態(tài)。但巖態(tài)環(huán)的半徑只能這么大，除非巖石非常多孔，所以并不是每一次超級(jí)泡芙系外行星都能滿足這些限制。

有三個(gè)超級(jí)泡芙“棉花糖”系外行星特別適合制作“戒指”，開普勒87c和177c以及HIP 41378f。在NASA詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡明年發(fā)射之前，后續(xù)觀測(cè)要證實(shí)這項(xiàng)研究是不可能的，因?yàn)楝F(xiàn)有陸基和天基望遠(yuǎn)鏡缺乏確認(rèn)這些遙遠(yuǎn)星球周圍是否存在光環(huán)的精確度。如果一些超級(jí)芙蓉能夠被證實(shí)為環(huán)形的，這將提高天文學(xué)家對(duì)這些行星系統(tǒng)是如何圍繞其宿主恒星形成和演化的理解。

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博科園｜研究/來自：卡內(nèi)基科學(xué)研究所

參考期刊《天文學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-3881/ab7192

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